Как устроен глушитель в автомобиле и какие функции он выполняет

Каждый автомобиль, оснащённый двигателем внутреннего сгорания, имеет определённый набор обязательных компонентов и элементов устройства. Одним из них справедливо можно считать глушитель.

Глушители в конструкции машин предусмотрены для эффективного снижения создаваемого двигателем уровня шума до значений, которые соответствуют строгим, а порой даже жёстким международным стандартам и требованиям. Если глушитель не справляется со своими задачами, такие авто не допускают к эксплуатации.

Конструктивно глушитель представляет собой корпус из определённого типа металла или сплавов, внутри которого располагаются многочисленные камеры и специальные перегородки. Эти внутренние элементы необходимы для создания каналов с достаточно сложным маршрутом, по которому следуют выхлопные отработавшие газы из двигателя.

При прохождении выхлопа через эти каналы происходит процесс поглощения звуков, разночастотных звуковых колебаний, а также их преобразование в тепловую энергию.

Глушитель является важной составляющей конструкции транспортного средства с ДВС. Но о его реальных возможностях и функциях знает далеко не каждый автолюбитель, даже несмотря на внушительный опыт езды за рулём и эксплуатации транспортных средств.

Функции устройства

Немного разобравшись в том, как же работают автомобильные глушители, следует взглянуть на их конструктивные и функциональные особенности. Во многом это позволит получить ответы на ряд вопросов, которые интересуют автомобилистов.

Начнём с того, что в системах выпуска отработавшего газа, идущего от двигателя, сам глушитель располагается непосредственно за катализатором или же за сажевым фильтром. Катализаторы используются на двигателях, которые работают на бензине. Сажевый фильтр предусмотрен на дизельных машинах.

Зачастую конструкция предусматривает наличие пары глушителей. А именно:

1. Предварительный. Его также называют резонатором глушителя. Это устройство отвечает за грубое подавление исходящих от двигателя шумов и звуков. Также резонатор может стабилизировать колебания потоков отработавших газов, которые формирует мотор. Предварительный элемент системы выхлопа идёт первым, из-за чего его часто называют передний глушитель. Одной из ключевых обязанностей считается распределение выхлопа в системы выпуска,
2. Основной. Он берёт на себя функции по окончательному или финишному подавлению создаваемого шума, который предварительно прошёл через резонатор.

Почему-то некоторые уверены, что глушитель является той самой насадкой, которая выглядывает из-под заднего бампера. На самом деле это лишь малая часть всей конструкции, которая проходит через всю машину, начиная от присоединения к двигателю.

С принципом работы глушителей удалось разобраться за счёт изучения основных конструктивных элементов, то есть основного и предварительного глушителя.

Ошибочно считать, что на этом функциональные возможности элемента заканчиваются. Если первые образцы глушителей были достаточно примитивными и служили только для подавления шума, то современные устройства вышли на совершенно новый уровень. Это позволяет им выполнять обширный перечень задач. А именно:

1. Меняют сечение потока выходящего из двигателя выхлопного газа. Такая функция стала возможной за счёт того, что конструкция предусматривает наличие внутренних камер с разными параметрами сечения. Это способствует подавлению и поглощению высокочастотных шумов. Принцип этой разработки достаточно простой. Сначала поток движущихся газов начинает сужаться, что приводит к появлению акустического сопротивления, после чего происходит резкое расширение, тем самым обеспечивается эффективное рассеивание звуковых волн.
2. Перенаправляют отработавшие выхлопные газы. Это реализуется за счёт перегородок и смещения осей трубок. Когда отработавшие газы разворачиваются под углом около 90 градусов, удаётся существенно погасить высокочастотный шум. В итоге на выходе машина работает очень тихо.
3. Меняют колебания газов. Это называется интерференцией звуковых волн. Подобного удаётся достигать за счёт того, что в конструкции системы предусмотрена специальная перфорация внутри трубок. По ним следует выхлопной газ. Внедрение этой технологии позволило гасить разночастотный шум.
4. Поглощают звуковые волны. Внутри корпуса присутствуют не только перфорации и камеры. Здесь также используется специальный материал со звукопоглощающим эффектом. Он помогает изолировать лишний шум.

Конструкция современных автотранспортных средств предусматривает использование резонансных и прямоточных, либо же спортивных глушителей. При этом обе разновидности могут работать в паре с предварительным глушителем. А иногда прямоточная система заменяет в конструкции передний глушитель.

Элементы системы

Далее предлагаем познакомиться с устройством глушителя автомобилей в разрезе. Это даёт более наглядное представление не только о протяжённости, но и конструктивных внутренних особенностях устройства.

Если говорить о том, как устроен глушитель оснащённого двигателем внутреннего сгорания автомобиля, то здесь выхлопная система для выпуска отработавших автомобильных газов от мотора имеет 4 основных компонента:

• приёмная труба,
• катализатор,
• передний глушитель,
• задний глушитель.

Отдельно следует рассмотреть системы с прямотоком, то есть глушитель прямоточного типа.

Мало просто узнать, из чего состоит автомобильный глушитель. Здесь также следует разобраться в функциях каждого его отдельного элемента.

Важно понимать, что современные конструкции становятся всё сложнее, меняется их внутреннее устройство, применяются другие материалы. При этом всё равно каждое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания под капотом располагает одними и теми же обязательными и стандартными компонентами.

Приёмная труба

Но чаще приёмную трубу принято называть коллектором, то есть при дословном переводе сборщиком. Это промежуточный элемент, который располагается непосредственно между силовой установкой автомобиля и нейтрализатором, либо же катализатором.

Основной задачей коллектора или приёмной трубы является вывод отработавшего газа. Поскольку здесь система сталкивается с повышенной температурной и механической нагрузкой, где температура порой достигает отметки в 1000 градусов Цельсия, к конструкции коллектора предъявляют повышенные требования. Здесь крайне важно использовать жаропрочные материалы, способные выдержать большие нагрузки.

Зачастую при производстве коллекторов или приёмных труб применяются высококачественные сплавы на основе стали и чугуна.

В конструкции некоторых автомобилей дополнительно предусматривается использование виброкомпенсатора на этом элементе. Специальная виброкомпенсирующая гофра позволяет гасить вибрации, исходящие от двигателя, уже на раннем этапе, и не выпускать их дальше по системе выхлопа. Такое нововведение позволяет повысить надёжность всей конструкции и продлить срок службы системы вывода отработавших газов.

Нейтрализаторы

Вообще полное и правильное название этого элементы системы выхлопа звучит как каталитический нейтрализатор. Но довольно часто используют просто понятие катализатора или нейтрализатора. От этого суть устройства совершенно не меняется.

Каталитические нейтрализаторы необходимы для того, чтобы осуществлять дожиг несгоревшего топлива и перерабатывать окись углерода.

Конструктивно такой элемент как нейтрализатор представлен в виде специальной камеры или бачка, внутри которого находится элемент из металла или керамики. Внешне этот элемент напоминает пчелиные соты. Именно эти внутренние соты в каталитическом нейтрализаторе обеспечивают очистку газовой смеси за счёт возникающих химических реакций.

В настоящее время изготовители активно переходят на производство многосекционных нейтрализаторов, которые отвечают самым строгим и жёстким международным требованиям. Новые конструкции позволяют осуществлять переработку значительно большего количества вредных, выделяющихся за счёт работы двигателя и сгорания топлива веществ. В результате выхлоп на выходе становится чище, окружающая среда загрязняется меньше.

Резонатор

Он же передний автомобильный глушитель. Во многом справедливо именно резонатор называть глушителем, если исходить от основы названия глушителя.

Всё дело в том, что такой компонент системы как резонатор отвечает именно за подавление или снижение возникающего шума. При этом никакого участия в очистке выхлопа рассматриваемый элемент не принимает.

Когда отработавший газ проходит через конструкцию резонатора, образуется достаточно высокий уровень шума. Чтобы его снизить и подавить, в резонаторе предусмотрена довольно сложная внутренняя конструкция. Там используются всевозможные решётки и перфорации, то есть отверстия. Они необходимы для того, чтобы способствовать снижению скорости выходящего выхлопного газа, а также подавлению вибраций.

Если грубо описывать устройство, то перед нами металлический бак с трубой, где предусмотрены различные перфорации.

Различают 2 вида резонаторов или передних глушителей.

1. Активные. Для производства таких глушителей всегда используются специальные материалы, которые обладают повышенным звукопоглощающим эффектом. При этом конструктивно они достаточно простые.
2. Реактивные. Отличаются своей конструкцией. Внутри корпуса располагаются различные резонаторные и расширительные камеры в специальной продуманной комбинации. Суммарно они способны эффективно подавить шум, и погасить вибрации.

Некоторые часто путают понятие переднего глушителя (резонатор) и заднего глушителя. Это разные устройства, которые существенно отличаются по своей конструкции.

Задний глушитель

Когда речь заходит о глушителе, зачастую подразумевается именно эта самая задняя часть конструкции, которая объединяет в себе всю выхлопную автомобильную систему.

Задний элемент необходим для того, чтобы окончательно поглотить выходящий из мотора шум, а также вывести в атмосферу все отработавшие газы, предварительно очищенные предыдущими устройствами системы.

Если сравнивать с резонатором, то в конструкции заднего глушителя используется неоднородная внутренняя компоновка или начинка. Внутри располагается сразу несколько камер, имеющих специальное наполнение. Пористая структура, система перегородок и воздуховоды способствует эффективному избавлению от посторонних сильных шумов, а также помогают снижать температуру в системе выхлопа.

Система прямотока

Когда речь заходит о спортивных машинах и автомобилях с повышенной мощностью двигателя, очень часто фигурирует такие понятия как прямоток, прямоточный выхлоп или же прямоточный глушитель.

Если говорить про обычные глушители, использующиеся в гражданском автотранспорте, где здесь в процесс создаваемого сопротивления отработавшему выхлопу двигатель теряет часть своей мощности. Потери не огромные, но всё же они присутствуют.

Несмотря на небольшие утраты в мощности силовой установки, многие автовладельцы, заинтересованные в повышении отдачи двигателя, ищут способы и разные варианты, чтобы сохранить тихую работу мотора, но при это не терять мощность. И это стало возможным благодаря использованию прямотока или прямоточных глушителей.

Если сравнивать с обычными глушителями, прямоток отличается по своему устройству. Здесь мощность не падает, а даже повышается. Это обеспечивается за счёт использования энергии, которая образуется от выходящего выхлопного газа.

Суть работы подобного устройства сводится к тому, что при выходе газа из коллектора или приёмной трубы необходимо меньшее усилие сопротивления. Тем самым двигатель не тратит лишнюю энергию для того, чтобы преодолеть сопротивление этого давления. Полученная отсюда разница позволяет преобразовать её в уже полезную мощность для движения транспортного средства.

Конструктивно прямоток представлен в виде прямой трубы, которая имеет специальную перфорированную поверхность. Фактически он располагается внутри внешнего корпуса или кожуха. Внутри конструкции также предусматривается наличие камер и разделителей. Но по количеству их меньше, чем в стандартных системах.

Прямоток обычно состоит из:

• герметичного корпуса,
• впускной трубы,
• выпускной трубы,
• перфорированной трубы,
• шумоизоляционного материала.

Зачастую в качестве шумозиоляционного материала используют стекловолокно. Оно обладает высокой степенью устойчивости по отношению к высокой температуре. Плюс этот материал характеризуется превосходными шумопоглощающими свойствами.

Подобная конструкция позволяет отработанному выхлопу двигаться по прямой, и не сталкиваться с серьёзным сопротивлением. При этом перфорированные поверхности позволяют газам расширяться и свободно выходить.

Внешняя оболочка или кожух на прямотоке обрабатывается специальными составами с поглощающим эффектом. Это не позволяет находящимся внутри газам резонировать. Также двигатель не издаёт чрезмерный шум. То есть двигатель работает достаточно тихо, но при этом его мощность возрастает.

Именно беспрепятственное прохождение выхлопного газа через прямоток способствует возникновению минимального противодавления. Но не стоит думать, что обычная установка прямоточной системы в момент обеспечит огромный прирост мощности. На практике удаётся добиться максимум 3-7% увеличения количества лошадиных сил.

В основном прямотоки устанавливаются с целью получить характерный звук от машины, который напоминает настоящие спортивные машины. Такое звучание объясняется тем, что шумопоглотители устраняют лишь высокочастотные звуки. Низкие частоты выходят наружу, что и даёт соответствующий звук.

Не забывайте, что сейчас действуют законы, согласно которым установка прямотока считается правонарушением. Передвигаться на такой машине в пределах города запрещено. В противном случае вас ждёт штраф, а также обязательное предписание о демонтаже незаконно установленного устройства. Это объяснить просто. Такие автомобили создают много шума, что выходит за рамки установленных норм. Каждый человек, спящий ночью дома с открытыми окнами, с подобной мерой пресечения согласен.

Дополнительные меры по снижению шумности

Некоторые задумываются о том, как ещё можно снизить тот уровень шума, который создаётся штатным или заводским глушителем. Иногда работы заводского оборудования оказывается недостаточно.

Неплохим вариантом для достижения поставленной цели считается установка так называемого зеркального глушителя. Их принцип работы аналогичен работе акустических зеркал.

Зачастую зеркальные системы выхлопа встречаются в конструкциях двухтактных двигателей, установленных на скутеры, мотоциклы и мопеды.

Устройство выполнено в виде выпускного колена и резонаторной банки, внутри которой происходит подавление шума от выхода выхлопных газов. Но плюс в том, что сопротивление получается небольшим, а мощность мотора не падает. При этом важно помнить об эффекте повышения температуры выхлопа, когда используется зеркальный эффект.

Такой принцип работы системы выхода отработавших выхлопных газов используется не только в мототехнике. Её можно встретить на отечественных автомобилях типа Нива, ВАЗ 2107 и пр.

Не стоит забывать о существовании ограничительных и поглотительных глушителей. Они выполняют аналогичные задачи, то есть способствуют подавлению и снижению уровня шума.

Намного приятнее со стороны окружающих пешеходов и автомобилистов наблюдать за попытками автовладельца снизить уровень шума, исходящего от его транспортного средства. А ведь часто происходит совершенно наоборот. Автолюбители хотят придать машине более агрессивное звучание, за счёт чего вносят изменения в конструкцию выхлопной системы. Но это выглядит крайне убого, когда при мощности не более чем 120 лошадиных сил человек пытается создать эффект, словно под капотом минимум 250 лошадок.

В настоящее время в конструкцию автомобильных глушителей постоянно вносятся изменения, системы модернизируются и улучшаются. При этом общий принцип их работы, как и основные конструктивные элементы, остаются неизменными уже более 30-40 лет.

Но сейчас удалось уйти далеко от тех первых металлических банок. Современные системы выхлопа принимают самое непосредственное участие в обеспечении правильной работы двигателя, снижении загрязнения окружающей среды и экономии топлива.

Потому при первых же признаках неисправностей в системе глушителя, когда из трубы начинает валить густой чёрный дым, что-то течёт и протекает, требуется незамедлительно отправить машину на диагностику, выявить неисправность и обязательно устранить её.